專利名稱：電冰箱冷凝器的風扇的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電冰箱，更具體而言，涉及降低電冰箱中氣流噪音的冷凝器軸流風扇。
在這種冰箱中，利用壓縮機將低溫和低壓氣體制冷劑壓縮為高溫高壓狀態(tài)。被壓縮的高溫高壓的氣體制冷劑在通過冷凝器時被冷壓縮為高壓液體。高壓制冷劑在通過毛細管時，其溫度和壓力降低，隨后在轉化為低溫和低壓的氣體的同時，從環(huán)境中吸收熱量來冷卻蒸發(fā)器中的周圍空氣。利用蒸發(fā)器冷卻的冷空氣在送風扇的作用下循環(huán)進入冷凍室和冷藏室，以便降低冷藏室和冷凍室的溫度。
在

圖1所示的電冰箱中，冷凝器10和壓縮機12安裝在位于殼體外側底部的一個所謂機器室的空間內(nèi)；一個送風扇組件安裝在其一側，用來吸取外部空氣進入機器室并將之吹向冷凝器10，從而有效地冷卻引導到冷凝器10中的制冷劑。
如圖2所示，送風扇組件包括一個軸流風扇20以及一個驅動軸流風扇20的電動機22，其中軸流風扇20包括一個連接到電動機22的旋轉軸上的輪轂201，并具有多個布置在輪轂201外周上的葉片202。
根據(jù)該送風扇組件，軸流風扇20通過電動機22的工作來旋轉，導致在葉片202前表面和后表面之間產(chǎn)生壓力差。該壓力差導致外部空氣流入到機器室中并吹向冷凝器10。
決定這類軸流風扇20鼓風性能的特征因素的例子包括后掠角、最大撓度值、葉片202的數(shù)目和類似因素。如圖2所示，后掠角表示由Y軸和一條通過葉片202內(nèi)側中心與輪轂201中心的直線構成的角α，其中Y軸是一條由葉片202內(nèi)側中心或與輪轂201接觸的葉片部分的中心連接到葉片外側中心或葉片頂點的直線。
并且，如圖2B所示，最大撓度值p表示連接葉片202的前緣L.E和后緣T.E的弦與最大撓度位置P之間的垂直距離。
此時，后掠角α是決定軸流風扇20空氣流動噪音的一個因素。后掠角α數(shù)值大，則增加在輪轂201和葉片202頂點之間的氣流的相位差。后掠角α數(shù)值小，則降低氣流的相位差。
例如，比較兩個具有相同數(shù)目葉片和送風量的軸流風扇。如圖3A所示，具有30°后掠角的葉片，允許空氣流在葉片旋轉大約23°時通過葉片。如圖3B所示，具有60°后掠角的葉片，允許空氣流在葉片旋轉大約49°時通過葉片。
換句話說，按照上述后掠角α，通過葉片外端或頂點的空氣流具有23°的相位差，通過葉片內(nèi)端的葉片具有49°的相位差。
因此，這種空氣流相位差導致在葉片202外端的噪音和在葉片202內(nèi)端的噪音之間的相位差。其中，該相位差增大時，氣流通過葉片的頻率降低。
最大撓度值p是決定在葉片202上表面和下表面之間壓力差的因素，其中最大撓度值p的增加增大了在葉片上表面和下表面之間的壓力差，從而增加了氣流通過葉片的頻率。
同時，根據(jù)具有簡單通道和小通道阻力值的機器室的結構，即使送風氣流壓力有些低而不高時，設計具有低噪音的軸流風扇20也是有效的?？墒牵糜趥鹘y(tǒng)送風扇組件的軸流風扇20具有這樣的構造，在葉片202之間的空間窄，并且后掠角α小，而撓度值大，葉片202的數(shù)目是三個。
由于在葉片202之間的窄空間迫使葉片202尺寸大，因此在葉片202表面上產(chǎn)生的空氣流可以具有大剝離范圍和大壓力波動范圍，這是增大氣流噪音的原因。并且，后掠角α小，而最大撓度值p大，結果由于后掠角和最大撓度值的上述特性導致氣流噪音增大。
因此，現(xiàn)有技術的電冰箱中的冷凝器軸流扇具有大的氣流噪音。這樣，存在的問題是降低了電冰箱的性能。
為了達到本發(fā)明的上述目的，這里供一種電冰箱冷凝器的軸流風扇，該軸流風扇包括三個葉片。其中，內(nèi)徑與外徑之比是23.0±5％；最大撓度位置是0.65，從輪轂到葉片頂點均勻分布；并且最大撓度具有從輪轂到最大撓度位置從4.0％到5.0％以及從最大撓度位置到頂點從5.0％到6.0％的曲線分布(curved distribution)。
附圖簡單說明圖1是一個立體視圖，表示普通電冰箱的機器室結構；圖2A和圖2B分別是表示構成普通送風扇組件的軸流風扇的特征因素的正視圖和側視圖；圖3A和圖3B分別是表示按照軸流風扇的特征因素中的后掠角而變化的空氣流相位差的曲線圖；圖4A和圖4B分別是表示按照本發(fā)明的用于冷凝器的軸流風扇的特征因素的正視圖和側視圖；圖5是表示噪音隨著按照本發(fā)明的軸流風扇的特征因素中的葉片數(shù)目變化的曲線圖；圖6是表示噪音隨著按照本發(fā)明的軸流風扇的特征因素中的葉片寬度變化的曲線圖；圖7是一個曲線圖，表示按照本發(fā)明的軸流風扇和按照現(xiàn)有技術的軸流風扇的噪音譜；圖8是一個曲線圖，表示本發(fā)明的軸流風扇的噪音隨著俯仰角變化而變化的曲線；圖9是一個曲線圖，表示本發(fā)明的軸流風扇的噪音隨著后掠角變化而變化的曲線；圖10是一個按照本發(fā)明的用于電冰箱的軸流風扇的截面圖，為了說明，其中葉片的邊界被劃分為160個區(qū)域元。
圖11是一個曲線圖，對比本發(fā)明的軸流風扇和按照現(xiàn)有技術的軸流風扇的噪音變化。
為了達到上述目的，提供一種電冰箱冷凝器的軸流風扇。其特征在于包括三個葉片，輪轂的直徑是軸流風扇外徑的23.3±5％，并且每個葉片的寬度是軸流風扇外徑的36.6±3％。
本發(fā)明的軸流風扇的特征在于，軸流風扇的外徑是150±1mm，輪轂直徑是35±1mm，葉片寬度是55±1mm。
并且，本發(fā)明的軸流風扇的特征在于，每個葉片具有從輪轂到葉片頂點均勻分布的0.65的最大撓度位置。其中，最大撓度具有從輪轂到最大撓度位置是4.0％到5.0％以及從最大撓度位置到頂點是5.0％到6.0％的曲線分布。每個葉片具有從輪轂到頂點線性分布的、大小為36.0°到26.0°的俯仰角，以及具有一個大小為67.0°±5％的后掠角。
下面參照圖4到圖7詳細說明本發(fā)明的第一實施例，其中本發(fā)明與現(xiàn)有技術類似的零件利用相同的參考標號表示。
首先，按照本發(fā)明第一實施例的用于電冰箱冷凝器的軸流風扇如圖4A所示那樣具有三個葉片202，其中如圖4B所示，輪轂的直徑是軸流風扇外徑D的23.3±5％，并且每個葉片的寬度b是軸流風扇外徑D的36.6±3％。
此時，考慮到機器室的體積，優(yōu)選軸流風扇外徑D、輪轂的直徑d和葉片的寬度b分別具有滿足諸如150±1mm、35±1mm和55±1mm的上述比例的尺寸。
這些尺寸的選擇是實驗的結果，為了比較葉片數(shù)目不同時的氣流噪音，實驗中使軸流風扇具有3、5、7、9個葉片。如圖5所示，在軸流風扇具有3或7個葉片時，軸流風扇具有最小的氣流噪音。
并且，比較具有3個葉片的風扇和具有7個葉片的風扇，發(fā)現(xiàn)具有三個葉片的風扇速率增加更平穩(wěn)而制造更方便，這樣它在性能和制造條件上更優(yōu)秀。
葉片寬度b也是決定在軸流風扇軸流方向的密閉通道中(例如電冰箱的機器室中)的噪音的重要因素。并且，如圖6所示，可以發(fā)現(xiàn)，在葉片的寬度b與軸流風扇外徑D的比率為36.6％時，氣流噪音具有最小值。
并且，按照本發(fā)明的第一實施例，軸流風扇具有這樣的構造，每個葉片202具有從輪轂201到葉片頂點均勻分布的0.65的最大撓度位置P；最大撓度MC示出了從輪轂201到最大撓度位置P為4.0％到5.0％以及從最大撓度位置P到頂點為5.0％到6.0％的曲線分布；表現(xiàn)為從輪轂201到頂點呈線性分布的、大小為36.0°到26.0°的俯仰角β；以及一個大小為67.0°±5％后掠角。
因此，按照本發(fā)明的第一實施例，如圖7所示，在與傳統(tǒng)軸流風扇相同的氣流條件下，風扇增加50rpm的旋轉速度，噪音降低2dB。
按照如上所述的本發(fā)明的用于電冰箱冷凝器的送風扇，由于諸如葉片的數(shù)目和最大撓度以及相對于軸流風扇外徑的葉片寬度等特征因素，因此鼓風噪音和通過葉片的頻率降低，從而改善了電冰箱的性能。
下文的詳細描述是參照附圖和下述表，來說明本發(fā)明的第二實施例的電冰箱的軸流風扇。
如圖5所示，可以發(fā)現(xiàn)，在送風量相同時，軸流風扇的噪音反比于葉片的數(shù)目。這意味著作為克服通道阻力的最重要因素的葉片數(shù)目的增加是送風過程中增加噪音的最重要因素。
因此，考慮到噪音的因素，只要氣流量不大量降低，就最好使得軸流風扇具有較少的葉片數(shù)量。
圖8是一個曲線圖，表示軸流風扇中噪音隨著俯仰角變化而變化的曲線。這是在圖5的基礎上對于具有三個葉片的軸流風扇進行實驗的結果。其中垂直軸表示聲音壓力，水平軸表示俯仰角。
圖8所示的俯仰角是在葉片頂點的數(shù)值，其中噪音反比于俯仰角的增加，并在俯仰角超過一定范圍后正比于俯仰角的增加。這里，俯仰角為20°到25°時，具有最低的噪音值。
圖9是一個曲線圖，表示軸流風扇的噪音隨著后掠角變化而變化的曲線。其中垂直軸表示聲音壓力，水平軸表示在葉片頂點的后掠角。
后掠角表示葉片在旋轉方向的傾斜程度，它是由連接輪轂到葉片中心以及從葉片頂點到中心的假想線以及一條垂直于旋轉角的直線限定的。按照一個函數(shù)，用于降低風扇噪音的后掠角在輪轂處的數(shù)值為0，在葉片頂點為特定值。
如圖9所示，可以看出，在后掠角為69°到72°時具有最低的噪音。
同時，下面說明本發(fā)明第二實施例的最佳電冰箱用軸流風扇，可以根據(jù)噪音隨著上述諸如葉片數(shù)目、俯仰角和后掠角等因素的變化規(guī)律，使得噪音最小化。
首先，如圖4A和4B所示，按照本發(fā)明第二實施例的電冰箱用軸流風扇20包括一個連接到電動機的旋轉軸上的輪轂201；和沿著徑向布置在輪轂的外圓周上、用于通過旋轉吹送空氣的3個葉片202。
每個葉片202是引入空氣流的元件，每個葉片的三維輪廓由決定軸流風扇送風特性的幾個因素決定。
按照本發(fā)明的第二實施例，輪轂的直徑d是軸流風扇外徑D的23.3±5％，其中軸流風扇的外徑D是110±1mm，輪轂直徑d是25±1mm，葉片寬度b是36.0±1mm。
按照本發(fā)明的第二實施例，軸流風扇20的最大撓度位置P是0.65，從輪轂201到葉片頂點均勻分布。最大撓度MC具有從輪轂201到最大撓度位置P為4.0％到5.0％以及從最大撓度位置P到頂點為5.0％到6.0％的曲線分布。
并且，軸流風扇的俯仰角β具有從輪轂到頂點大小為35.0°到24.0°的線性分布。在這種情況下，從20°到25°范圍內(nèi)選擇俯仰角β的最佳值。根據(jù)圖4的結果，這里噪音被最小化。
按照本發(fā)明的第二實施例的軸流風扇的后掠角α具有離葉片頂點72.0°±10％的數(shù)值。其選擇滿足69°到72°的范圍，根據(jù)圖5的結果，這里噪音最低。換句話說，軸流風扇20的后掠角α大于傳統(tǒng)軸流風扇的后掠角，以便軸流風扇20可以使空氣流與位于軸流風扇20后部的、包括冷凝器在內(nèi)的其他零件的干擾最小化，這樣顯著降低噪音。
如上所述構造的軸流風扇20可以既具有順時針又具有逆時針旋轉方向。
同時，下面參照附圖和下述表格說明構成軸流風扇的葉片202的邊界數(shù)據(jù)。
首先，圖10是一個用于本發(fā)明的電冰箱的軸流風扇的截面圖，用于說明在160個區(qū)域元上的葉片邊界。其中，葉片202的邊界被劃分為160個區(qū)域元，并且每個區(qū)域元的位置利用三個坐標X、Y、Z表示三維輪廓。
如圖10所示，葉片202沿著順時針方向劃分為160個區(qū)域元，這些區(qū)域元從輪轂側前部1，經(jīng)過輪轂側后部41，葉片頂點側后部和葉片頂點側前部121再到達輪轂側前部161，每個區(qū)域的坐標如下表所示。這里，X坐標表示水平軸，Y坐標表示垂直軸，Z坐標表示旋轉軸。其中每個區(qū)域的邊界值具有毫米單位。
表1 在相同送風量下，比較按照本發(fā)明第二實施例的軸流風扇與傳統(tǒng)的軸流風扇所產(chǎn)生的噪音如下。
圖11是一個曲線圖，表示本發(fā)明第二實施例的軸流風扇模型和傳統(tǒng)軸流風扇的噪音變化。其中垂直軸表示聲音壓力，水平軸表示流度，按照不同的容量諸如140、360、420和500升，來比較本發(fā)明和如圖11所示，在140升時，在相同的送風量時，本發(fā)明第二實施例與相關技術相比，軸流風扇的噪音低大約4.14dB。在360升時，在相同的送風量時，本發(fā)明第二實施例與相關技術相比，軸流風扇的噪音低大約2.35dB。在420升時，噪音低大約2.54dB。在500升時，噪音低大約2.55dB。
因此，即使上述模型之間存在差值，但在獲得相同的氣流量時，按照本發(fā)明第二實施例的軸流風扇比傳統(tǒng)軸流風扇至少降低平均2.5dB的噪音。
此時，按照本發(fā)明第二實施例的軸流風扇轉速比傳統(tǒng)軸流風扇的轉速低100rpm，結果可以在低轉速下獲得相同的氣流量，從而提高了軸流風扇的效率。
權利要求
1.一種電冰箱冷凝器的軸流風扇，其特征在于，所述軸流風扇包括三個葉片，輪轂的直徑是軸流風扇外徑的23.3±5％，并且每個葉片的寬度是軸流風扇外徑的36.6±3％。
2.如權利要求1所述的冷凝器軸流風扇，其特征在于，所述軸流風扇的外徑是150±1mm，輪轂直徑是35±1mm，葉片寬度是55±1mm。
3.如權利要求1所述的冷凝器軸流風扇，其特征在于，所述每個葉片具有從輪轂到葉片頂點均勻分布的大小為0.65的最大撓度位置，其中，最大撓度具有從輪轂到最大撓度位置是4.0％到5.0％以及從最大撓度位置到葉片頂點是5.0％到6.0％的曲線分布。
4.如權利要求1所述的冷凝器軸流風扇，其特征在于，所述每個葉片具有從輪轂到頂點呈線性分布的、大小為36.0°到26.0°的俯仰角，以及大小為67.0°±5％的后掠角。
5.一種電冰箱冷凝器的軸流風扇，其特征在于，所述軸流風扇包括三個葉片，內(nèi)徑與外徑之比是23.0±5％，軸流風扇的最大撓度位置為0.65，從輪轂到葉片頂點均勻分布，最大撓度具有從輪轂到最大撓度位置為4.0％到5.0％以及從最大撓度位置到葉片頂點為5.0％到6.0％的曲線分布。
6.如權利要求5所述的冷凝器軸流風扇，其特征在于，所述每個葉片具有從輪轂到葉片頂點線性分布的、大小為35.0°到24.0°的俯仰角，以及在葉片頂點處大小為72.0°±10％的后掠角。
7.如權利要求5所述的冷凝器軸流風扇，其特征在于，所述外徑是110±1mm，輪轂直徑是25±1mm，每個葉片的寬度是36.0±1mm。
8.如權利要求5所述的冷凝器軸流風扇，其特征在于，從前方觀察時，所述軸流風扇順時針或逆時針旋轉。
9.如權利要求7所述的冷凝器軸流風扇，其特征在于，所述每個葉片具有從輪轂側前部開始沿順時針方向劃分為160個區(qū)域元的邊界，其中軸流風扇的旋轉軸定義為Z軸，通過Z軸的水平軸和垂直軸分別定義為X軸和Y軸，所述區(qū)域元具有按照表1的X、Y、Z坐標。
全文摘要
本發(fā)明涉及提高效率和降低噪音的電冰箱中冷凝器軸流風扇,其中葉片的數(shù)目是三個,輪轂的直徑是軸流風扇外徑的23.3±5%,并且每個葉片的寬度是軸流風扇外徑的36.6±3%。
文檔編號F04D29/32GK1364984SQ01144470
公開日2002年8月21日 申請日期2001年12月18日 優(yōu)先權日2001年1月11日
發(fā)明者鄭容奎, 金昌俊, 白丞祚 申請人:Lg電子株式會社